CN213661572U - 一种支持通信测试系统的变频功放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种支持通信测试系统的变频功放装置。该变频功放装置包括变频功放器和变频控制单元；其中，所述变频控制单元与所述变频功放器中的程控开关连接；所述变频控制单元用于在上行测试阶段，向所述程控开关提供上行触发信号，触发所述变频功放器处于上行传输状态；或者，所述变频控制单元用于在下行测试阶段，向所述程控开关提供下行触发信号，触发所述变频功放器处于下行传输状态。根据本申请中的方案，借助变频控制单元提供的上下行触发信号，可以切换变频功放器所处的传输状态，从而实现该变频功放装置所支持的通信测试系统的单通道双向测试，提升通信测试系统的测试性能。

Description

一种支持通信测试系统的变频功放装置

技术领域

本实用新型属于无线通信技术领域，具体涉及一种支持通信测试系统的变频功放装置。

背景技术

目前，为了满足毫米波通信测试系统中的信道模拟器等关键器件的测试需求，在毫米波通信测试系统中引入了单通道单向的变频模块来实现变频功能，以将高频信号转换至信道模拟器支持的低频信号。但是，单通道单向的传输特性会额外增加硬件资源消耗，并成倍占用信道模拟器的传输通道，从而影响通信测试系统的测试性能。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种变频功放装置，以解决目前在通信测试系统中引入的单通道单向变频模块会影响测试性能的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种支持通信测试系统的变频功放装置，所述变频功放装置包括变频功放器和变频控制单元；

其中，所述变频控制单元与所述变频功放器中的程控开关连接；所述变频控制单元用于在上行测试阶段，向所述程控开关提供上行触发信号，触发所述变频功放器处于上行传输状态；或者，所述变频控制单元用于在下行测试阶段，向所述程控开关提供下行触发信号，触发所述变频功放器处于下行传输状态。

可选的，所述变频功放器包括第一链路组件和第二链路组件；

所述程控开关用于在所述上行测试阶段，在所述上行触发信号的触发下，导通与所述第一链路组件的连接；

或者，所述程控开关用于在所述下行测试阶段，在所述下行触发信号的触发下，导通与所述第二链路组件的连接。

可选的，所述程控开关包括第一程控开关和第二程控开关；

其中，所述变频控制单元分别与所述第一程控开关和所述第二程控开关的信号接收端连接，用于在所述上行测试阶段，同时向所述第一程控开关和所述第二程控开关提供上行触发信号，触发导通所述第一程控开关与所述第一链路组件的连接，以及触发导通所述第二程控开关与所述第一链路组件的连接；

或者，所述变频控制单元用于在所述下行测试阶段，同时向所述第一程控开关和所述第二程控开关提供下行触发信号，触发导通所述第一程控开关与所述第二链路组件之间的连接，以及触发导通所述第二程控开关与所述第二链路组件之间的连接。

可选的，所述第一链路组件包括第一混频器、第一增益可调放大器和第一功率检测器；其中，所述第一混频器的一端与所述第一程控开关的第二端连接，所述第一混频器的另一端与所述第一增益可调放大器的一端连接，所述第一增益可调放大器的另一端连接与所述第一功率检测器的一端连接，所述第一功率检测器的另一端与所述第二程控开关的第二端连接；

和/或，所述第二链路组件包括第二混频器、第二增益可调放大器和第二功率检测器；其中，所述第二混频器的一端与所述第二程控开关的第二端连接，所述第二混频器的另一端与所述第二增益可调放大器的一端连接，所述第二增益可调放大器的另一端连接与所述第二功率检测器的一端连接，所述第二功率检测器的另一端与所述第一程控开关的第二端连接。

可选的，所述变频控制单元包括触发信号再生器；

所述触发信号再生器与所述通信测试系统中的室内基带处理单元BBU连接，用于对所述BBU提供的原始信号进行补偿，获得符合要求的所述上行触发信号或者所述下行触发信号。

可选的，所述变频控制单元还包括参考信号再生器；

所述参考信号再生器与所述BBU连接，用于对所述BBU提供的原始信号进行补偿，获得符合要求的参考信号；

所述参考信号再生器与所述变频功放器和所述通信测试系统中的信道模拟器连接，用于向所述变频功放器和所述信道模拟器提供所述参考信号，控制所述BBU、所述变频功放器和所述信道模拟器的时钟同步。

可选的，所述变频控制单元还包括本振信号生成器；

所述本振信号生成器与所述变频功放器中的混频器连接，用于向所述混频器提供本振信号，辅助所述混频器完成频率调整。

可选的，所述变频功放器包括逻辑控制单元；

所述变频控制单元通过所述逻辑控制单元与所述变频功放器中的程控开关连接，所述逻辑控制单元用于在获得所述变频控制单元提供的所述上行触发信号之后，为所述程控开关提供上行控制信号，或者，在获得所述变频控制单元提供的所述下行触发信号之后，为所述程控开关提供下行控制信号。

可选的，所述变频功放器和所述变频控制单元分别与所述通信测试系统中的控制终端连接，用于基于所述控制终端提供的配置信号进行参数配置。

可选的，所述程控开关包括程控单刀双掷开关。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种通信测试系统，包括上述第一方面所述的变频功放装置。

本实用新型实施例中的变频功放装置，借助变频控制单元提供的上下行触发信号，可以切换变频功放器所处的传输状态，即使得变频功放器处于上行传输状态或处于下行传输状态，从而可以实现该变频功放装置所支持的通信测试系统的单通道双向测试，从而避免额外增加硬件资源消耗，提升通信测试系统的测试性能。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种变频功放装置的结构框图；

图2是本实用新型实施例中的一种变频功放器的结构框图；

图3是本实用新型实施例中的变频控制单元的结构框图；

图4是应用本实用新型实施例的变频功放装置的一种通信测试系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型所有实施例中的通信测试系统可选为毫米波通信测试系统，也可选为其他波段比如微米波通信测试系统，对此不进行限制。

请参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种支持通信测试系统的变频功放装置的结构框图，如图1所示，该变频功放装置包括：变频功放器11和变频控制单元12。

其中，所述变频控制单元12与所述变频功放器11中的程控开关111连接。所述变频控制单元12用于在上行测试阶段，向所述程控开关111提供上行触发信号，触发所述变频功放器11处于上行传输状态；或者，所述变频控制单元12用于在下行测试阶段，向所述程控开关111提供下行触发信号，触发所述变频功放器11处于下行传输状态。

需指出的，结合图4所示，本实施例中的变频功放装置应用于通信测试系统时，该变频功放装置至少包括两个变频功放器11，一个变频功放器11分别与所述通信测试系统中的基站暗室和信道模拟器连接，另一个变频功放器11分别与所述通信测试系统中的终端暗室和信道模拟器连接；并且在上行或下行传输状态时，一个变频功放器11实现信号的下变频，同时另一个变频功放器11实现信号的上变频。

在具体实施时，单个变频控制单元12可以支持两个以上的变频功放器11同时使用。

在具体实施时，上述变频功放装置支持的通信测试系统可选为毫米波通信测试系统。

在具体实施时，上述的变频功放器11和变频控制单元12可以与相应支持的通信测试系统中的控制终端比如个人计算机(Personal Computer，PC)端连接，用于基于所述控制终端提供的配置信号进行参数配置。比如，可以通过路由器与控制终端连接。

本实用新型实施例中的变频功放装置，借助变频控制单元12提供的上下行触发信号，可以切换变频功放器11所处的传输状态，即使得变频功放器11处于上行传输状态或处于下行传输状态，从而可以实现该变频功放装置所支持的通信测试系统的单通道双向测试，从而避免额外增加硬件资源消耗，提升通信测试系统的测试性能。

在具体实施时，如图2所示，在图1所示的变频功放装置的基础上，所述变频功放器11可以包括第一链路组件112和第二链路组件113。

其中，所述程控开关111用于在所述上行测试阶段，在所述上行触发信号的触发下，导通与所述第一链路组件112的连接；或者，所述程控开关111用于在所述下行测试阶段，在所述下行触发信号的触发下，导通与所述第二链路组件113的连接。此情况下，所述第一链路组件112可理解为上行链路组件，所述第二链路组件113可理解为下行链路组件。这样借助分离的第一链路组件112和第二链路组件113，可以使得变频功放器11支持上下行高隔离度的双向通信。

一种实施方式中，上述的程控开关111可选为程控单刀双掷开关，以基于程控单刀双掷开关具有的高隔离度特性，在保证系统链路不出现信号回环的情况下，实现单通道时分双工的射频信号传输功能，确保上下行信号能够在两个独立的链路上进行传输。此外，该程控开关111也可选为其他类型的单刀双掷开关。

可选的，如图2所示，所述程控开关111可以包括第一程控开关1111和第二程控开关1112。其中，所述变频控制单元12分别与所述第一程控开关1111和所述第二程控开关1112的信号接收端连接，用于在所述上行测试阶段，同时向所述第一程控开关1111和所述第二程控开关1112提供上行触发信号，触发导通所述第一程控开关1111与所述第一链路组件112的连接，以及触发导通所述第二程控开关1112与所述第一链路组件1112的连接，从而使得变频功放器11处于上行传输状态。

或者，所述变频控制单元12用于在所述下行测试阶段，同时向所述第一程控开关1111和所述第二程控开关提供下行触发信号，触发导通所述第一程控开关1111与所述第二链路组件113之间的连接，以及触发导通所述第二程控开关1112与所述第二链路组件113之间的连接，从而使得变频功放器11处于下行传输状态。

一种实施方式中，上述的第一程控开关1111和第二程控开关1112可选为程控单刀双掷开关。

可选的，如图2所示，所述第一链路组件112至少包括第一混频器1121、第一增益可调放大器1123和第一功率检测器1123。其中，所述第一混频器1121的一端与所述第一程控开关1111连接，所述第一混频器1121的另一端与所述第一增益可调放大器1122的一端连接，所述第一增益可调放大器1122的另一端连接与所述第一功率检测器1123的一端连接，所述第一功率检测器1123的另一端与所述第二程控开关1112连接。

作为一种示例，上述的第一增益可调放大器1122可选为增益可调降低放大器，以满足调节功率及降低噪声等需求。

需要说明的是，所述第一混频器1121用于参照外部本振信号进行混频，以调节所在链路上的信号频率，比如对于毫米波通信测试系统，将高频信号调节为满足信道模拟器的低频信号，或者将从信道模拟器输出的低频信号调节为高频信号。所述第一功率检测器1123用于检测所在链路上的信号功率并输出给控制终端，而控制终端根据获取的信号功率生成控制命令，并将所述控制命令发送给第一增益可调放大器1122以进行功率调节。上述控制终端比如为个人计算机(Personal Computer，PC)端。

可选的，如图2所示，所述第二链路组件113至少包括第二混频器1131、第二增益可调放大器1132和第二功率检测器1133。其中，所述第二混频器1131一端与所述第二程控开关1111连接，所述第二混频器1131的另一端与所述第二增益可调放大器1132的一端连接，所述第二增益可调放大器1132的另一端连接与所述第二功率检测器1133的一端连接，所述第二功率检测器1132的另一端与所述第一程控开关1111连接。

作为一种示例，上述的第一增益可调放大器1122可选为增益可调降低放大器，以满足调节功率及降低噪声等需求。

需指出的，所述第二混频器1131用于参照外部本振信号进行混频，以调节所在链路上的信号频率，比如对于毫米波通信测试系统，将高频信号调节为满足信道模拟器的低频信号，或者将从信道模拟器输出的低频信号调节为高频信号。所述第二功率检测器1133用于检测所在链路上的信号功率并输出给控制终端，而控制终端根据获取的信号功率生成控制命令，并将所述控制命令发送给第二增益可调放大器1132以进行功率调节。上述控制终端比如为PC端。

进一步的，如图2所示，所述变频功放器11包括逻辑控制单元114，所述变频控制单元12可以通过所述逻辑控制单元114与所述变频功放器11中的程控开关即第一程控开关1111和第二程控开关1112连接。所述逻辑控制单元11用于在获得所述变频控制单元12提供的上行触发信号之后，为所述程控开关111提供上行控制信号，以使得变频功放器11处于上行传输状态。或者，所述逻辑控制单元11用于在获得所述变频控制单元12提供的下行触发信号之后，为所述程控开关111提供下行控制信号，以使得变频功放器11处于下行传输状态。

需说明的是，如图2所示，所述逻辑控制单元114是变频功放器11的核心控制单元，可以分别与第一程控开关1111、第二程控开关1112、第一混频器1121、第一增益可调放大器1123、第一功率检测器1123、第二混频器1131、第二增益可调放大器1132和第二功率检测器1133等连接，外部信号如本振信号和控制信号进入变频功放器11时需经由逻辑控制单元114控制，内部信号或信息如功率信息输出时也经由逻辑控制单元114控制输出。

在具体实施时，如图3所示，所述变频控制单元12可以包括触发信号再生器121。其中，所述触发信号再生器121与相应通信测试系统中的室内基带处理单元(BuildingBaseband Unit，BBU)，用于对所述BBU提供的原始信号进行补偿，获得符合要求的所述上行触发信号或者所述下行触发信号。

一种实施方式中，上述的触发信号再生器121可以包括频域滤波器、比较放大器和采样再生单元，所述频域滤波器与所述比较放大器连接，所述比较放大器与所述采样再生单元连接。具体的，所述频域滤波器用于对BBU提供的原始信号进行滤波，以处理掉多余的高频率噪声抖动等，并将滤波后的信号提供给所述比较放大器。所述比较放大器用于对滤波后的信号进行自适应功率放大，使得放大后的信号的功率满足后续采样要求。所述采样再生单元比如为现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)采样再生单元，用于对放大后的信号进行采样，以得到电压均衡且波形稳定的触发信号。

可选的，如图3所示，所述变频控制单元12可以包括参考信号再生器122。所述参考信号再生器122与相应通信测试系统中的BBU连接，用于对所述BBU提供的原始信号进行补偿，获得符合要求的参考信号。所述参考信号再生器122还与所述变频功放器11和所述信道模拟器连接，用于向所述变频功放器和所述信道模拟器提供所述参考信号，控制所述BBU、所述变频功放器和所述信道模拟器的时钟同步。

一种实施方式中，上述的参考信号再生器122可以包括频域滤波器、比较放大器和采样再生单元，所述频域滤波器与所述比较放大器连接，所述比较放大器与所述采样再生单元连接。具体的，所述频域滤波器用于对BBU提供的原始信号进行滤波，以处理掉多余的高频率噪声抖动等，并将滤波后的信号提供给所述比较放大器。所述比较放大器用于对滤波后的信号进行自适应功率放大，使得放大后的信号的功率满足后续采样要求。所述采样再生单元比如为现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)采样再生单元，用于对放大后的信号进行采样，以得到电压均衡且波形稳定的参考信号。

可选的，如图3所示，所述变频控制单元12可以包括本振信号生成器123；所述本振信号生成器123与所述变频功放器11中的混频器连接，用于向所述混频器提供本振信号，辅助所述混频器完成频率调整。需指出的，本振信号生成器123可以根据信道模拟器的频点限制和测试需求等灵活选择本振信号。

可选的，如图3所示，所述变频控制单元12可以包括供电单元124，所述供电单元可以为多个变频功放器11等提供稳定的电源输出。

下面结合图4对本实用新型实施例进行详细说明。

请参见图4，图4为应用本实用新型实施例的变频功放装置的一种通信测试系统的结构框图。比如，该通信测试系统为毫米波通信测试系统。如图4所示，该通信测试系统包括基站暗室、终端暗室、BBU、变频功放器、变频控制单元、信道模拟器、路由器和PC。

其中，终端暗室主要包含屏蔽体与吸波海绵、双极化探头、转台以及探头支架等，终端暗室中央放置被测终端。基站暗室主要包含屏蔽体与吸波海绵、双极化探头、转台以及探头支架等。基站暗室中央放置有源天线单元(Active Antenna Unit，AAU)。对于变频功放器和变频控制单元的具体结构可以参见上述图1至3中所示实施例所述，在此不再赘述。

该通信测试系统主要涉及三种信号传输逻辑，说明如下：

1)射频信号传输逻辑：以下行传输为例，AAU发出的毫米波信号被基站侧的双极化探头接收，之后，该毫米波信号经过变频功放器下变频到低频信号，比如Sub 6GHz频段的信号，随后通过信道模拟器，再经过变频功放器上变频到毫米波信号，随后该毫米波信号通过终端侧的双极化探头被被测终端接收。需指出的，上行与下行的传输逻辑相同。对于上行传输，被测终端发出的毫米波信号可被终端侧双极化探头接收，之后，该毫米波信号经过变频功放器下变频到低频信号，比如Sub 6GHz频段的信号，随后通过信道模拟器，再经过变频功放器上变频到毫米波信号，随后该毫米波信号通过基站侧的双极化探头被AAU接收。

2)控制信号传输逻辑：控制信号由BBU提供，包含参考(Reference)信号和触发(Trigger)信号。Reference信号通常为10MHz矩形波或方波信号，保证所有测试器件时钟同步，BBU提供的原始Reference信号经过变频控制单元处理后得到电压均衡且波形稳定的Reference信号，并传输至信道模拟器和变频功放器以进行时钟同步。Trigger信号通常是周期为10ms的矩形波信号，用来表征时分双工TDD系统无线帧的起始位置，BBU提供的原始Trigger信号经过变频控制单元处理后得到电压均衡且波形稳定的Trigger信号，并传输至变频功放器以实现射频信号的上下行控制。

3)传输控制协议(TCP，Transmission Control Protocol)信号即路由控制信号传输逻辑：PC通过路由器与变频功放器、变频控制单元、信道模拟器以及BBU建立连接，基于手动模式或自动控制模型实现通信测试系统中的测试器件的参数配置及链路校准工作。

在具体实例中，PC端可以提取BBU的毫米波TDD系统上下行时隙配比信息，并将该上下行时隙配比信息转发至变频功放器，以得其内部程控开关与上下行时隙保持同步。在手动模式下，借助用户操作，PC端可以配置变频控制单元内的本振频率，保证变频后的信号频率满足测试需求。在射频链路打通后，PC端可以通过手动或自动控制两种模式完成链路功放控制。手动模式下，上/下变频功放器的功放大小可以根据具体测试需求完成输入控制。自动控制模式下，PC端可以将变频功放器上传的上行链路或下行链路的功率值，生成控制信号并将所述控制信号提供给变频功放器来实现功率校准，保证最强链路的信号到达信道模拟器和终端暗室探头的输入功率在0dBm左右，同时确保上下行链路互易。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种支持通信测试系统的变频功放装置，其特征在于，所述变频功放装置包括变频功放器和变频控制单元；

其中，所述变频控制单元与所述变频功放器中的程控开关连接；所述变频控制单元用于在上行测试阶段，向所述程控开关提供上行触发信号，触发所述变频功放器处于上行传输状态；或者，所述变频控制单元用于在下行测试阶段，向所述程控开关提供下行触发信号，触发所述变频功放器处于下行传输状态。

2.根据权利要求1所述的变频功放装置，其特征在于，所述变频功放器包括第一链路组件和第二链路组件；

所述程控开关用于在所述上行测试阶段，在所述上行触发信号的触发下，导通与所述第一链路组件的连接；

或者，所述程控开关用于在所述下行测试阶段，在所述下行触发信号的触发下，导通与所述第二链路组件的连接。

3.根据权利要求2所述的变频功放装置，其特征在于，所述程控开关包括第一程控开关和第二程控开关；

其中，所述变频控制单元分别与所述第一程控开关和所述第二程控开关的信号接收端连接，用于在所述上行测试阶段，同时向所述第一程控开关和所述第二程控开关提供上行触发信号，触发导通所述第一程控开关与所述第一链路组件的连接，以及触发导通所述第二程控开关与所述第一链路组件的连接；

或者，所述变频控制单元用于在所述下行测试阶段，同时向所述第一程控开关和所述第二程控开关提供下行触发信号，触发导通所述第一程控开关与所述第二链路组件之间的连接，以及触发导通所述第二程控开关与所述第二链路组件之间的连接。

4.根据权利要求3所述的变频功放装置，其特征在于，

所述第一链路组件包括第一混频器、第一增益可调放大器和第一功率检测器；其中，所述第一混频器的一端与所述第一程控开关连接，所述第一混频器的另一端与所述第一增益可调放大器的一端连接，所述第一增益可调放大器的另一端连接与所述第一功率检测器的一端连接，所述第一功率检测器的另一端与所述第二程控开关连接；

和/或，

所述第二链路组件包括第二混频器、第二增益可调放大器和第二功率检测器；其中，所述第二混频器的一端与所述第二程控开关连接，所述第二混频器的另一端与所述第二增益可调放大器的一端连接，所述第二增益可调放大器的另一端连接与所述第二功率检测器的一端连接，所述第二功率检测器的另一端与所述第一程控开关连接。

5.根据权利要求1所述的变频功放装置，其特征在于，所述变频控制单元包括触发信号再生器；

所述触发信号再生器与所述通信测试系统中的室内基带处理单元BBU连接，用于对所述BBU提供的原始信号进行补偿，获得符合要求的所述上行触发信号或者所述下行触发信号。

6.根据权利要求5所述的变频功放装置，其特征在于，所述变频控制单元还包括参考信号再生器；

所述参考信号再生器与所述BBU连接，用于对所述BBU提供的原始信号进行补偿，获得符合要求的参考信号；

所述参考信号再生器与所述变频功放器和所述通信测试系统中的信道模拟器连接，用于向所述变频功放器和所述信道模拟器提供所述参考信号，控制所述BBU、所述变频功放器和所述信道模拟器的时钟同步。

7.根据权利要求5所述的变频功放装置，其特征在于，所述变频控制单元还包括本振信号生成器；

所述本振信号生成器与所述变频功放器中的混频器连接，用于向所述混频器提供本振信号，辅助所述混频器完成频率调整。

8.根据权利要求1所述的变频功放装置，其特征在于，所述变频功放器包括逻辑控制单元；

所述变频控制单元通过所述逻辑控制单元与所述变频功放器中的程控开关连接，所述逻辑控制单元用于在获得所述变频控制单元提供的所述上行触发信号之后，为所述程控开关提供上行控制信号，或者，所述逻辑控制单元用于在获得所述变频控制单元提供的所述下行触发信号之后，为所述程控开关提供下行控制信号。

9.根据权利要求1所述的变频功放装置，其特征在于，所述变频功放器和所述变频控制单元分别与所述通信测试系统中的控制终端连接，用于基于所述控制终端提供的配置信号进行参数配置。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的变频功放装置，其特征在于，所述程控开关包括程控单刀双掷开关。

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